JP3986496B2 - 熱解離性チオアセタール骨格を有する化合物、その前駆体、硬化物およびこれら製造用組成物 - Google Patents
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Description
たとえば分子中に2個以上のチオール基を含むポリサルファイドポリマーは、チオール基と容易に反応して高分子量化するエポキシ、イソシアナートなどとともに硬化物を形成するため、シーリング材、塗料、接着剤などに広く用いられている。またイソシアナート、アルデヒドなどの人体に対して有害な物質を含まず、有害な物質が系外に排出することもないため安全であり、比較的低温で化学性能や物理性能に優れる硬化物を与える硬化性組成物として、水酸基含有化合物とビニルエーテル(エノールエーテル)基を2個以上有する化合物とを含む組成物(ヨーロッパ特許公開A2第296507号公報)も開示されている。しかし、これらの硬化物は、所望時に化学的に分解して軟化・液状化することはできない。また上記ポリサルファイドポリマーは、金属酸化物を触媒として用いても硬化物を形成する。しかし金属酸化物は、安全性上、さらには分解物からの分離処理が必要となることからも、含まないことが望ましい。
そこで生分解性あるいは光分解性プラスチック材料などの開発も進められているが、通常の使用条件下では、分解による劣化などを生じず、その性能を恒久的に保持する必要がある。このような観点から、使用条件とは異なる温度条件下で熱解離し、液状化、軟化して接着構造体を解体することができ、使用時には分解劣化せず結合(硬化)状態を保持しうる熱解離型材料の開発が期待される。
また特開平4−72324号公報には、ビニル(チオ)エーテル基を2個以上有する多価ビニル(チオ)エーテル化合物と、カルボキシル基を2個以上有する化合物とを含む熱硬化性樹脂組成物において、該カルボキシル基を、モノビニル(チオ)エーテルでブロックしてヘミ(チオ)アセタールエステル基とするカルボキシル基のブロック技術が開示されている。しかしこれら従来のブロック技術を利用する硬化システムでは、通常、ブロックした化合物の熱解離によりブロック剤(保護基)などの反応に関与しない成分が系中に残るか、または系外に排出され、それらによるタックや毒性、または地球環境への汚染などの硬化時の問題を抱えているのが現状である。
また従来のブロック技術を利用する硬化システムにおいては、それにより得られた硬化物の熱解離性については何ら議論されていない。
したがって上記チオアセタール骨格を硬化物中に含ませるか、あるいは硬化反応時にチオアセタール骨格を生成しうる前記ヘミ(チオ)アセタールエステルを含む組成物を硬化させれば、硬化物は該骨格による熱解離が可能であると考え、その加熱により少なくとも軟化することを確認し、硬化物の熱解離性を確信することができた。これにより、たとえばこの硬化物を接着剤とする構造体は、熱分解温度未満での加熱により、容易に解体しうることを知見し、以下のような本発明を完成するに至った。すなわち、
(1)下記式(1)で示されるチオアセタール化合物:
nは、0〜10の整数であり、
mは、同一または異なっていてもよく、1〜3の整数であり、
XaおよびXbのうち少なくとも一つはSであり、残りはSまたはOであり、
YHは、SHまたはOHであり、
XbおよびYのうち少なくとも一つはSであり、
前記複素環基が、トリアジン基または1,3,4−チアジアゾール基である。
pは1、2、3または4であり、qは1、2または3であり、
XはSまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、
YはSH、OHまたはCOOHであり、pまたはqが2以上の時には同一または異なっていてもよく(ただし、Yのうち少なくとも一つはSHまたはOHであり、YがCOOHである場合にその個数は1つのみである)、
ZはCOO、SまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、ただしY−Rd−Z−のうち少なくとも一つは、HS−Rd−COO−であり、該SH基とCOOとの分子内交換反応によりチオアセタール骨格を生成し、
前記複素環基が、トリアジン基または1,3,4−チアジアゾール基である。
(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物と、
を含み、前記チオール化合物(B)が芳香族性チオールである上記(1)〜(3)のいずれかに記載のチオアセタール化合物を製造するための硬化性組成物。
(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物と、
(C)酸触媒をさらに含む上記(1)〜(3)のいずれかに記載の硬化性組成物。酸触媒を含む場合には、化合物(B)が芳香族性オールでなくても、チオアセタール基を生成させることができる。(C)酸触媒としては、酸性リン酸エステルが好ましく例示される。
水酸基、チオール基またはカルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物。
カルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物。ヘミ(チオ)アセタールエステルは、分子内交換反応により、チオアセタール骨格を有するカルボン酸を生成する。したがって本発明では、該ヘミ(チオ)アセタールエステルと、カルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物も提供される。ここでの多価化合物は、カルボキシル基と反応しうる基を有する高分子化合物が好ましく、具体的にエポキシ樹脂またはカーボネート基、オキサゾリジン基、エステル基、マレイン基、シラノール基などを有する高分子化合物が好ましく挙げられる。
本発明のチオアセタール化合物は、分子内に、下記構造式で示されるモノチオアセタールおよび/またはジチオアセタール骨格(基)を有する少なくとも一つ有する化合物である。
上記チオアセタール化合物、ヘミ(チオ)アセタールエステルまたはチオアセタール架橋硬化物は、(A)ビニルエーテルおよび/またはビニルチオエーテル末端基を有するビニル(チオ)エーテル化合物の誘導体である。
上記R1〜R5は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基が好ましく、水素原子であることがより好ましい。
ここでの有機基は、シクロアルキル基、アルコキシル基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルカノイルオキシ基、アラルキルオキシ基およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる、少なくとも1種の原子団で以て置換されていても置換されていなくてもよい、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
本発明に用いるポリチオールとして、平均SH数が5.45、SH当量が218であるポリチオール(商品名チオコールLP70(東レチオコール社製):構
また本発明では、(B)チオール化合物として、上記のうちでも芳香族性のチオール基を有する化合物(芳香族性チオール)を用いれば、後述するようにビニル(チオ)エーテルとの反応において、酸触媒を用いなくとも熱解離性のチオアセタール骨格を有する化合物が得られるため好ましい。
反応式(i)は、酸触媒を用いず、直鎖型(エーテル型)が得られる態様。
反応式(ii)は、酸触媒下での分岐型(アセタール型)が得られる態様。
反応式(iii)は、(B)芳香族性チオール化合物の使用により、酸触媒を用いなくても分岐型(アセタール型)が得られる態様である。
なお下記反応式において、r.t.は室温である。
本発明では、上記のようなチオアセタール骨格を形成するための組成物から、(A)ビニル(チオ)エーテルと、(B)チオールとの架橋反応による硬化物を形成することもでき、このような硬化物を与える第1の硬化性組成物が提供される。このチオアセタール架橋硬化物は、本発明の熱解離性材料の一つでもあり、上記(A)および(B)のいずれも上記特定基、すなわちビニル(チオ)エーテル基およびチオール基をそれぞれ2以上有することが好ましい。また、少なくともいずれか一方が、上記特定基を3以上有することにより、自己架橋した硬化物を得ることができる。
したがってこの硬化性組成物は、熱解離性の硬化物を得るために(C)酸触媒を含有していてもよい。
無機充填剤の配合の目的は、コスト低下、物性向上、粘度調節にある。イソシアナート基に対し、充填剤の活性、粒子形状、pH、表面処理の有無などにより、貯蔵安定性、硬化速度、物性、発泡に与える影響が大きく、種類、量の決定には注意する必要がある。一般には炭酸カルシウム、タルク、シリカ、カーボンブラックなどが用いられる。可塑剤は粘度、および物性調整に使用される。イソシアナート基に不活性で、ブリードしない相溶性のよい可塑剤はいずれも使用可能である。一般には、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、アジピン酸ジオクチルなどが用いられる。
上記硬化性組成物を含有してなるシーリング剤で、建材または複層ガラス用のシーリング剤として用いることができる。
さらに上記硬化性組成物は、上述の必須成分の他に本発明の効果を損なわない範囲で、硬化触媒、他の充填剤、チクソトロピー付与剤、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着付与剤、分散剤、溶剤等を、それぞれ硬化性組成物に配合してもよい。
本発明のチオアセタール化合物の態様例として、水酸基、チオール基、カルボキシル基の単種またはこれらの組合わせからなる2以上の分子末端基を有する未硬化のチオアセタール化合物が挙げられる。このようなチオアセタール化合物は架橋性化合物(硬化剤)として利用することができる。このチオアセタール化合物は、上記チオアセタール骨格を繰り返し単位中に含む鎖状ポリマーであってもよい。
nは、0〜10の整数であり、
mは、同一または異なっていてもよく、1〜3の整数であり、
XaおよびXbのうち少なくとも一つはSであり、残りはSまたはOであり、
YHは、SHまたはOHである。
上記において、Ra、Rbの脂肪族炭化水素基は、直鎖でも分枝鎖でもよく、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。アルキル芳香族基としては、ベンジル基、フェネチル基、キシリレン基、4,4´−イソプロピリデンジフェニル等が挙げられ、芳香族基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、複素環基としては、トリアジン基、1,3,4−チアジアゾール基等が挙げられる。また、置換基としては、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、エステル、アルデヒド、エーテル等が挙げられる。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Xa、Xbのうち少なくとも一つはSであり、前述したモノチオアセタール骨格またはジチオアセタール骨格を形成している。
化合物(1)は、分子内にこれらのチオアセタール基を少なくとも一つ有することにより、熱解離性を有することができる。
以下、上記式中、nの数により場合分けしてより具体的に説明する。
nが0の場合に、化合物(1)は、下記式(1−1)で示される(以下、化合物(1−1)ともいう)。
ここでのRa、Rbとしては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、シクロヘキサンジメチレン基等のアルキレン基、オキシアルキレン基等のアルコキシアルキレン基、キシリレン基、イソプロピリデンジフェニル等のアルキル芳香族基、フェニレン基、ナフチレン基等の芳香族基、トリアジン基、1,3,4−チアジアゾール基等の複素環基が挙げられる。これらの中でも、Raとしては、キシリレン基、シクロヘキサンジメチレン基、オキシアルキレン基が好ましく、Rbとしては、メチレン基、エチレン基、ジオキサオクチレン基、オキシアルキレン基、フェニレン基、トリアジン基が好ましい。
Xa、Xbのうち少なくとも一つはSである。特にXbのうち少なくとも一つがSであるのが好ましい。Xaは原料入手の点からOが好ましい。
化合物(1−1)は、その分子内にジチオアセタール基、モノチオアセタール基のうち少なくとも一つを有する化合物である。これらの基の種類または個数は、所望の特性により適宜選択すればよい。たとえば早い解離が望ましい場合には、ジチオアセタール基を1個以上、またはチオアセタール基を2〜4個有するのが好ましく、高温での解離が望ましい場合には、モノチオアセタール基を1個有するのが好ましい。
Yは、反応が制御しやすいことから1個が好ましく、したがってmは1が好ましい。
nが1〜10の場合に、化合物(1)は、下記式(1−2)で表される(以下化合物(1−2)ともいう)。
上記化合物(1)の好適な態様例としては、下記式に表されるシクロヘキシル骨格を有する化合物が挙げられる。
上記化合物(1)は、分子内に2個以上のビニルエーテル基を有する化合物と、分子内に2個以上のチオール基を有する化合物または分子内に1個以上のチオール基と1個以上の水酸基とを有する化合物を原料として合成することができる。これら合成原料については、上記硬化性組成物において(A)ビニル(チオ)エーテル基を有する化合物と、(B)チオール基を有する化合物とを含む組成物のうちに例示され、ここでは重複説明を避けるために省略する。
(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物とを含む組成物、さらには(C)酸触媒を含む、上記チオアセタール化合物好ましくは化合物(1)を製造するための組成物も提供される。
特にこのうちでも、化合物(1)は、上記合成原料を、リン酸エステル、ルイス酸、塩酸等の酸触媒下、室温で反応させることにより合成することができる。
このように、本発明の化合物(1)は、分子内に熱解離性のジチオアセタール基および/またはモノチオアセタール基を有するので、化合物(1)を硬化性組成物の硬化剤として用いれば、硬化後に、加熱により硬化物の熱分解温度未満で容易に解体することができる。
上記のような化合物(1)は、該化合物と架橋しうる基を有する樹脂とを含む硬化性組成物を形成する。この際の化合物(1)は、上述のうちから、組成物の用途に応じて適宜選択することができる。
本発明では、上記(1)ないし(4)のチオアセタール化合物を含む第2の硬化性組成物も提供され、たとえば該チオアセタール化合物と、水酸基、チオール基またはカルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物も提供される。
上記チオアセタール化合物は、好ましくは末端が水酸基またはチオール基であり、このような末端基と反応する多価化合物としては、化合物(1)と架橋しうる基を有する樹脂である。このような樹脂としては、化合物(1)の末端チオール基または水酸基と架橋しうる基を有する樹脂であれば特に限定されない。たとえば末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーや、エポキシ基、ビニル基、マレイン酸基を有する樹脂等が好ましく挙げられる。
本発明の組成物を硬化させてなる硬化物は熱解離性を有するので、本発明の組成物を用いて部材と部材とを接合した場合、または部材と補強材とを接合した場合に、加熱により容易に部材同士または部材と補強材とを解体できるので、部材のリサイクルが可能となり、地球環境保全にも貢献することができる。
本発明では、前記(A)ビニル(チオ)エーテルの誘導体として、ヘミ(チオ)アセタールエステル骨格を有する化合物、具体的には下記式(2)で示されるヘミ(チオ)アセタールエステル(以下化合物(2)ともいう)が提供される。
pは1、2、3または4であり、qは1、2または3であり、
XはSまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、YはSH、OHまたはCOOHであり、pまたはqが2以上の時には同一または異なっていてもよく(ただし、Yのうち少なくとも一つはSHまたはOHであり、YがCOOHである場合にその個数は1つのみである)、
ZはCOO、SまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、ただしY−Rd−Z−のうち少なくとも一つは、HS−Rd−COOまたはHO−Rd−COO−である。
以下、化合物(2)を式中のp数により場合分けして説明する。
pが1の場合に、化合物(2)は、下記式で表される(以下、化合物(2−1)ともいう)。
Rcとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、エチルヘキシル基、ブチル基、ペンチル基、ノニル基、シクロへキシル基、ステアリル基、シクロヘキサンジメチル基のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基、または樹脂またはゴムなどの高分子基が好ましい。
Rdは、上記Rcに対応するアルキレン基、オキシアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基が好ましく、中でも、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、ナフチレン基、オキシエチレン基等が特に好ましい。
qとしては、付加反応の制御が容易であることから1が好ましく、この場合のYはSHであることが好ましい。
Xとしては、経済的観点からOであるのが好ましい。
また、ヘミアセタールエステル構造またはヘミチオアセタールエステル構造を複数もつ、下記式で表される化合物(2−1a)も、化合物(2)と同様に分子内交換反応を生じうる化合物である。
pが2の場合に、化合物(2)は、下記式で表される(以下、化合物(2−2)ともいう)。
Rcとしては、化合物(2)のRcで例示した基に対応するアルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、オキシアルキレン基、シクロヘキサンジメチレン基が好ましく挙げられる。
Rdの好ましい例示は、化合物(2)におけるものと同一である。
qとしては、付加反応の制御が容易であることから1が好ましい。
Xとしては、経済的な理由からOが好ましい。
pが2の場合の態様例には、下式で示される化合物(2−2a)も含まれる。
pが3の場合に、化合物(2)は、下記式で示される(化合物(2−3))。
Rcとしては、化合物(2)のRcで例示した基に対応する三価の炭化水素基、フェニル基、シクロヘキサンジメチル基、トリメチロールプロピル基が好ましく挙げられる。中でも、合成が容易であることから、トリメチロールプロピル基が特に好ましい。
Rdの好ましい例示は、化合物(2)におけるものと同一である。
qとしては、付加反応の制御が容易であることから1が好ましい。
Xとしては、経済的な理由からOが好ましい。
pが4の場合に、化合物(2)は、下記式で表される化合物(2−4)が好ましい。
Rcとしては、ペンタエリスリトールが好ましい。
特に上記pが2の場合の化合物(2)の中でも下記化合物は、加熱することにより、下記式のような分子内交換反応を生じやすく特に好適である。
SH基とCOO基との分子内交換反応によりチオアセタール骨格を生成するヘミ(チオ)アセタールエステルは、上記本発明のチオアセタール化合物の前駆体である。
また本発明は、前記式(2)で表される化合物と、反応性の多価化合物としてのカルボキシル基と反応しうる基を有する高分子化合物とを含有する第3の硬化性組成物を提供する。
前記硬化性組成物を硬化させてなる硬化物は、熱解離性の硬化物であることが好ましい。
本発明の組成物は化合物(2)を含有するため、貯蔵中は、化合物(2)の末端にはチオール基、水酸基またはカルボキシル基が結合しており、これらの基は、通常の貯蔵条件ではカルボキシル基と反応できる樹脂などとは硬化しがたく、組成物を安定に貯蔵することができる。一方、使用時には、加熱することにより化合物(2)に交換反応を生じさせ、カルボキシル基を末端に有する化合物に変化させることにより樹脂と架橋しうる状態にし、硬化させることができる組成物である。
解離時間は、1分間〜24時間が好ましく、より好ましくは1分間〜5時間、更に好ましくは1分間〜2時間である。この範囲で解離できれば、作業性、経済的な観点から好ましい。
チオールとビニルエーテル付加体の熱解離性を確認するために、モデル化合物として、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタンと、2当量のイソブチルビニルエーテルを反応させ、化合物eを合成し、得られた化合物eの熱解離性を確認した。これら一連の反応を以下に示す。
1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン9.1g(0.05mol)と、イソブチルビニルエーテル10g(0.1mol)とを、りん酸エステル触媒存在下、室温で3時間反応させ、上記に示す化合物eを19.1g(収率100%)得た。
化合物eの1HNMRスペクトル(重クロロホルム)におけるδ(H数,帰属):0.9(12H,CH3),1.8(6H,CH3),1.9(2H,CH),2.8(4H,S−CH2),3.7(8H,O−CH2),4.7(2H,O−CH)。
上記で得られた化合物eを、なすフラスコ中に入れ、冷却管を取り付け、水を流しながら160℃で10分間加熱した。その結果、1HNMR測定において、化合物eの反応率は52%で、その内29.5%の熱解離成分であるチオールとビニルエーテルとが確認された。
熱解離成分の1HNMRスペクトル(重クロロホルム)におけるδ(H数,帰属)
イソブチルビニルエーテル:0.9(6H,CH3),2.0(1H,CH),3.5(2H,O−CH2),4.1(2H,=−CH2),6.5(1H,=−CH)。
1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン:1.7(2H,SH),2.8(4H,S−CH2),3.7(8H,O−CH2)。
<自己架橋によるチオアセタール架橋硬化物の作製>
2官能性ビニルエーテル化合物(A)としてのシクロへキサンジメタノールジビニルエーテルと、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物(B)としてのポリチオール(商品名チオコールLP70(東レチオコール社製)、SH数5.45、SH当量218)とを、(A)中のビニルエーテル基と成分(B)中のチオール基のモル比(ビニルエーテル基/チオール基)が1.0になるように混合し、そこに酸性リン酸エステル(酸触媒(C))を2官能性ビニルエーテルに対して重量比が0.01となるように添加した。
この組成物は、オーブン中100℃、30分の加熱で表面および内部のタックがなくなり硬化した。得られた硬化物を、オーブン中160℃で再加熱することにより、熱解離が生起し、10分で硬化物の解体が可能となった。結果を表1に示す。
<自己架橋によるチオアセタール架橋硬化物の作製>
(A)シクロへキサンジメタノールジビニルエーテルと、(B)トリメルカプトトリアジンとを、(A)中のビニルエーテル基と(B)中のチオール基のモル比(ビニルエーテル基/チオール基)が1.0になるように混合し、そこに酸性リン酸エステルを2官能性ビニルエーテルに対して重量比が0.01となるように添加した。
この組成物は、オーブン中100℃、30分の加熱で表面および内部のタックがなくなり硬化した。得られた硬化物を、オーブン中160℃で再加熱することにより、熱解離が生起し、10分で硬化物の解体が可能となった。この熱解離温度は、後述の実施例3で示す熱解離温度よりも低い結果となった。結果を表1に示す。
<自己架橋によるチオアセタール架橋硬化物の作製>
(A)シクロへキサンジメタノールジビニルエーテルと、(B)トリメルカプト−トリアジンとを、(A)中のビニルエーテル基と(B)中のチオール基のモル比(ビニルエーテル基/チオール基)が1.0になるように混合した。
この組成物は、オーブン中100℃、30分の加熱で表面および内部のタックがなくなり硬化した。得られた硬化物を、オーブン中180℃で再加熱することにより、熱解離が生起し、10分で硬化物の解体が可能となった。結果を表1に示す。
<自己架橋によるチオアセタール架橋硬化物の作製>
3官能性のポリプレピレングリコール(PPG、重量平均分子量3000)と、2官能性ビニルエーテル(シクロへキサンジメタノールジビニルエーテル)とを、ビニルエーテル基/水酸基が2.0になるように配合して、ビニルエーテル末端プレポリマーを合成した。
2官能性ビニルエーテル(A)としての上記で合成したビニルエーテル末端プレポリマーと、(B)ポリチオール(商品名 チオコールLP70(東レチオコール社製)、SH数5.45、SH当量218)とを、(A)中のビニルエーテル基と成分(B)中のチオール基のモル比(ビニルエーテル基/チオール基)が1.0になるように混合し、そこに酸性リン酸エステルを2官能性ビニルエーテルに対して重量比が0.01となるように添加した。
この組成物は、オーブン中100℃、30分の加熱で表面および内部のタックがなくなり硬化した。得られた硬化物をオーブン中160℃で再加熱することにより、熱解離が生起し、20分で硬化物の解体が可能となった。結果を表1に示す。
シクロへキサンジメタノールジビニルエーテルと、ポリオール(商品名 PLACCEL305(ダイセル化学工業社製))と、ビニルエーテル基とポリオール中の水酸基のモル比(ビニルエーテル基/水酸基)が1.0になるように混合させ、そこに酸性リン酸エステルを2官能性ビニルエーテルに対して重量比が0.01となるように添加させた。この組成物は、オーブン中100℃、30分の加熱で表面および内部のタックがなくなり硬化した。硬化物を得た後に、オーブン中160℃で再加熱をしたが、熱解離は生起しなかった。結果を表1に示す。
<チオアセタール化合物の合成>
2−メルカプトエタノール9.2g(0.1mol)と、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル9.8g(0.05mol)とを、リン酸エステル触媒存在下、室温で5時間反応させ、下記式で示される化合物a[1HNMR(重クロロホルム)δ(帰属,H数):1.0−1.8(シクロヘキシル,10H),1.5(CH3,6H),2.8(S−CH2,4H),3.2−3.7(O−CH2,8H),4.7(O−CH,2H)]が19.0g得られた。
3官能性ポリプロピレングリコール(Mw3000、旭硝子ポリウレタン(株)製「エクセノール3030」)と、TDI(三井化学(株)製「TDI−80/20」)とを、(NCO/OH)=2.5となる量比で用いて、90℃で混合して反応させ、ウレタンプレポリマーを合成した。
上記化合物aの100質量部と、上記ウレタンプレポリマーの100質量部と、リン酸エステル(城北化学工業(株)製「JP502」)の0.5質量部とを混合し、組成物を得た。
この組成物は、120℃、1時間の加熱で表面のタックがなくなり硬化した。この硬化物は、更に170℃、20分間の加熱により軟化した。
<チオアセタール化合物の合成>
1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン18.2g(0.1mol)と、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル9.8g(0.05mol)とを、リン酸エステル触媒存在下、室温で5時間反応させ、下記式で示される化合物b[1HNMR(重クロロホルム)δ(帰属,H数):1.0−1.8(シクロヘキシル,10H),1.5(CH3,6H),2.7(S−CH2,8H),3.3−3.8(O−CH2,20H),4.7(O−CH,2H)]が28.0g得られた。
化合物bの100質量部と、実施例5で用いたものと同じウレタンプレポリマーの100質量部と、リン酸エステル(城北化学工業(株)製「JP502」)の0.5質量部とを室温で混合し、組成物を得た。
この組成物は、120℃、1時間の加熱で表面のタックがなくなり硬化した。この硬化物は、更に170℃、20分間の加熱で軟化した。
<ヘミ(チオ)アセタールエステル骨格を有するチオールの合成>
3−メルカプトプロピオン酸53.0gと、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル49.0gとを、0℃−室温で5時間反応させ、下記式で示される化合物c[1HNMR(重クロロホルム)δ(帰属,H数):1.0−1.8(シクロヘキシル,10H),1.3(CH3,6H),2.6−2.9(S−CH2,OOC−CH2,8H),3.3−3.7(O−CH2,4H),6.0(CH(q),2H)]が102g得られた。
この化合物cの28g(0.01mol)と、エポキシ樹脂(旭電化工業社製「ED505R」)の14g(0.01mol)とを混合し、組成物を得た。この組成物は、100℃、30分間の加熱で表面のタックがなくなり硬化した。この硬化物は、更に160℃、20分間の加熱で軟化した。
実施例7で得られた化合物cを、70℃で3時間加熱することにより、収率97%で下記式で表される化合物d[1HNMR(重クロロホルム)δ(帰属,H数):1.0−1.8(シクロヘキシル,10H),1.3(CH3,6H),2.8−3.0(S−CH2,OOC−CH2,8H),3.2−3.7(O−CH2,4H),4.7(CH(q),2H)]が得られた。
実施例7において化合物cを上記化合物d(28g:0.01mol)に代えた以外は実施例7と同様にして組成物を得た。
この組成物は、実施例7と同様に100℃、30分間の加熱で表面のタックがなくなり硬化し、硬化物は、160℃、20分間の加熱で軟化した。
<硬化性組成物の調製>
ジチオール(1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン)の4.7g(0.01mol)と、実施例7で用いたものと同じエポキシ樹脂の14g(0.01mol)とを、実施例7と同様にして混合し、組成物を得た。
この組成物は、120℃、30分間加熱しても表面のタックが残っており、硬化しなかった。
このような熱解離型材料は、シーリング材、塗料、接着剤などに有用な硬化性材料であって、たとえばウレタン系硬化性組成物、エポキシ系硬化性組成物などの硬化剤あるいは自己硬化物などとして有用である。本発明の熱解離性材料は、さらには感熱記録材料、熱収支による蓄熱材料などとしても利用可能であると考えられる。また未架橋化合物の場合には、原料の再生も可能である。
Claims (13)
- 下記式(1)で示されるチオアセタール化合物:
nは、0〜10の整数であり、
mは、同一または異なっていてもよく、1〜3の整数であり、
XaおよびXbのうち少なくとも一つはSであり、残りはSまたはOであり、
YHは、SHまたはOHであり、
XbおよびYのうち少なくとも一つはSであり、
前記複素環基が、トリアジン基または1,3,4−チアジアゾール基である。 - (A)ビニルエーテルおよび/またはビニルチオエーテル末端基を少なくとも1個有するビニル(チオ)エーテル化合物と、(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物との反応により得られる請求項1に記載のチオアセタール化合物。
- 前記チオール化合物(B)が芳香族性チオールである請求項2に記載のチオアセタール化合物。
- 下記式(2)で示される請求項1〜3のいずれかに記載のチオアセタール化合物の前駆体としてのヘミ(チオ)アセタールエステル:
pは1、2、3または4であり、qは1、2または3であり、
XはSまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、
YはSH、OHまたはCOOHであり、pまたはqが2以上の時には同一または異なっていてもよく(ただし、Yのうち少なくとも一つはSHまたはOHであり、YがCOOHである場合にその個数は1つのみである)、
ZはCOO、SまたはOであり、pが2以上の時には同一または異なっていてもよく、ただしY−Rd−Z−のうち少なくとも一つは、HS−Rd−COO−であり、該SH基とCOOとの分子内交換反応によりチオアセタール骨格を生成し、
前記複素環基が、トリアジン基または1,3,4−チアジアゾール基である。 - (A)ビニルエーテルおよび/またはビニルチオエーテル末端基を少なくとも1個有するビニル(チオ)エーテル化合物と、(D)カルボキシル基を少なくとも1個有する化合物との反応により得られる請求項4に記載のヘミ(チオ)アセタールエステル。
- (A)ビニルエーテルおよび/またはビニルチオエーテル末端基を少なくとも1個有するビニル(チオ)エーテル化合物と、
(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物と、
を含み、前記チオール化合物(B)が芳香族性チオールである請求項1〜3のいずれかに記載のチオアセタール化合物を製造するための硬化性組成物。 - (A)ビニルエーテルおよび/またはビニルチオエーテル末端基を少なくとも1個有するビニル(チオ)エーテル化合物と、
(B)チオール基を少なくとも1個有するチオール化合物と、
(C)酸触媒をさらに含む請求項1〜3のいずれかに記載のチオアセタール化合物を製造するための硬化性組成物。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のチオアセタール化合物と、
水酸基、チオール基またはカルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物。 - 前記多価化合物が、イソシアネート基またはエポキシ基を有する請求項8に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項4または5に記載のヘミ(チオ)アセタールエステルと、
カルボキシル基と反応性の多価化合物とを含む硬化性組成物。 - 前記多価化合物が、エポキシ基を有する請求項10に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項8または9に記載の硬化性組成物を架橋硬化してなる熱解離性硬化物。
- 請求項10または11に記載の硬化性組成物を架橋硬化してなる熱解離性硬化物。
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